VCSEL 기반 광학 스웹트 소스 생체 측정 (VBOB)

1. 배경

   연간 1,500만 건의 수술이 이루어지는 백내장 수술은 가장 일반적으로 시행되는 눈 수술입니다. 전세계 사업장 수는 2008년부터 2015년 사이에 25% 증가할 것으로 예상됩니다.

   가장 간단한 수술은 단초점 안구내 렌즈(IOL)를 이식하는 것입니다. 이는 개발도상국에서 가장 일반적으로 시행되는 백내장 시술입니다(예: 인도의 경우 65%), 산업화된 국가의 농촌 및 빈곤 지역에서도 마찬가지입니다. 수술을 준비하기 위해 축 눈 길이에 대한 지식이 필요한 간단한 IOL 계산 공식이 사용됩니다. 오늘날 생체측정은 주로 압평초음파와 단순 각막측정기로 수행됩니다. 그러나 저결맞음 간섭계(OCT)에 의한 광학 측정은 비접촉식이어서 가능한 감염으로 인해 발생할 수 있는 합병증을 피할 수 있다는 중요한 이점이 있기 때문에 점점 더 중요해지고 있습니다. 또한, 이 방법은 매우 정확하며 의사의 기술에 의존하지 않습니다. 이러한 장치를 생산하는 데 있어 주요 비용 요소는 사용되는 레이저입니다. 훨씬 저렴한 레이저 다이오드를 사용하면 가격을 크게 낮출 수 있어 개발도상국에서도 가용성이 보장됩니다.

2. 이론적 근거 안내 거리를 결정하기 위한 광원으로서 전기적으로 조정된 VCSEL 레이저 다이오드의 적합성을 조사할 예정입니다. 결과는 신호 품질 및 측정 정확도 측면에서 상용 장치의 결과와 비교됩니다. 이러한 장치는 비접촉식으로 감염을 예방하는 데 도움이 되며 현재 사용 가능한 방법보다 훨씬 저렴하고 안구 내 거리를 매우 정확하게 결정할 수 있습니다.
3. 연구 목표 연구의 목적은 현재 사용되는 레이저에 대한 비용 효율적인 대안으로서 전기적으로 조정된 VCSEL 레이저 다이오드의 유용성을 입증하는 것입니다. 이를 위해 VCSEL 레이저 다이오드를 사용한 측정의 정밀도, 재현성 및 관리 용이성을 조사합니다. 피험자와 백내장 환자를 검사합니다. 안구내 거리 측정 장치를 사용한 측정 정확도를 Carl Zeiss Meditec의 상용 장치인 IOLMaster500과 비교합니다.
4. 연구 설계

본 연구는 파일럿 연구이다. 눈 길이를 측정하기 위해 시중에서 판매되는 장치의 측정 원리를 출발점으로 사용합니다.

사용된 기술은 스위프 소스 광 간섭 단층 촬영입니다. 이 스위프 소스는 전기적으로 조정된 VCSEL 레이저 다이오드를 사용하여 구현됩니다. 이러한 레이저 다이오드는 구동 전류를 변경하여 중심 파장을 변경할 수 있습니다. 또 다른 장점은 사용되는 레이저 다이오드에 사용되는 VCSEL 기술에서 발생합니다. 이러한 유형의 레이저 다이오드는 순간 선폭이 매우 좁으므로 일관성 길이가 매우 길어서 눈의 생체 인식에 필요한 것보다 훨씬 높습니다.

스위프 소스 OCT에서는 깊이에 따른 신호 감쇠가 분광계 기반 시스템보다 훨씬 낮습니다. 또한 시간 영역 부분 간섭 간섭계(PCI) 생체 인식 시스템보다 감도가 더 높고 속도도 훨씬 빠릅니다. 그 이유는 전체 축 구조가 스펙트럼에서 병렬로 인코딩되기 때문입니다.

4.1. 구현 및 평가: 제안된 연구에서는 설명된 방법을 사용하여 참여 피험자와 환자의 안구 내 거리(주로 축 눈 길이 및 전방 깊이)를 결정합니다. 이는 VCSEL 기반 기술이 건강한 피험자와 다양한 정도의 백내장 환자 모두의 안구 길이를 정확하게 결정하는 데 적합한지(측정 속도 및 방법의 민감도 측면에서) 결정하기 위한 탐색적 파일럿 연구입니다. 백내장. IOLMaster를 사용한 측정은 비교의 기초로 사용됩니다.

본 연구의 참가자는 건강한 피험자이자 백내장 환자입니다. 모든 참가자는 먼저 정기 검사를 받습니다. 정기 검사 중에 다른 위험도 식별됩니다. 이러한 검사는 안과 진료소에서 실시됩니다.

그런 다음 테스트 대상과 환자는 의료 물리학 및 생체 의학 공학 센터의 측정 설정을 사용하여 측정됩니다.

안과 진료소의 정기 검사에는 세극등 검사와 눈 길이 측정이 포함됩니다. 검사할 눈은 일반 검사 중에 조사관이 선택합니다.

4.2 연구 모집단의 선택 참가자는 공지를 통해 모집됩니다. 19세부터 85세 사이의 건강한 대상자 30명을 선발합니다. 19세에서 85세 사이의 백내장 환자 30명을 선정했습니다.

4.3 예비심사:

• 비엔나 의과대학 안과 진료소의 정기 검사. - - IOL Master를 이용한 눈 길이 측정.
• 백내장 환자의 경우 수정체 불투명도 분류 시스템(LOCS III)에 따라 백내장의 정도를 결정합니다.

4.4. 연구 참가자의 탈퇴 또는 교체

연구 참가자는 다음과 같은 상황에서 연구에서 제외됩니다.

• 그들이 원한다면
• 연구 책임자가 연구가 연구 참가자의 이익에 부합하지 않는다고 믿는 경우
• 연구 참여자가 동의서의 요건 및 사항 중 하나를 위반한 경우, 어떠한 경우에도 자세한 설명과 함께 연구 제외가 기록됩니다. 연구가 종료되어야 하는 경우 데이터는 유지됩니다.

연구를 완료할 수 없는 연구 참가자는 교체됩니다. 그러나 데이터는 분석에 사용될 수 있습니다.

4.5. 대상변수

축 눈 길이 및 전방 깊이: 반복 측정에 대한 표준 편차 및 평균이 분석됩니다. 참조 장치와의 비교는 Bland-Altman 분석을 통해 이루어집니다.

IOL Master(Carl Zeiss Meditec AG)를 사용하여 연구 참가자별로 측정을 수행하고 전류 조정 VCSEL 다이오드를 사용하여 측정 설정을 수행합니다.